二维超音速平板边界层扰动波传播的数值模拟

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目前,一些学者试图将不可压缩流动稳定性的非线性理论推广应用于可压缩流动中,以研究有限幅值扰动的非线性演化.然而,在超音速尤其是高超音速范围内,扰动波的幅值达到一定程度时,流场中可能产生小激波.如果有小激波,则扰动解将变得不连续.这样,建立在光滑流场基础上的不可压缩流动的非线性理论就不适用于带有间断的可压缩流场.因此探讨超音速边界层中当扰动达到一定的幅值是否有小激波的出现,为建立可压缩流稳定性非线性理论提供一定的依据是有必要的.该文分别用三种格式,对于不同马赫数下超音速边界层的扰动的演化进行了直接数值模拟,得到了以下结论:1.NND格式尽管作为目前捕捉激波较为有效的格式,但由于其只有二阶精度且数值耗散较大,并不适合于计算小扰动演化等稳定性问题的数值模拟.2.在马赫数为1.4-6.0的范围内加入T-S波,并无小激波产生.因此,在该马赫数范围内,将不可压缩非线性理论推广到可压缩流的研究中是可行的.
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